Метод и аппаратура для экспрессного определения концентрации проппанта в смесях при гидроразрыве нефтегазосодержащих пластов

• Автор: Нургалиев, Олег Тахирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НЕФТЕГАЗОСОДЕРЖАЩИХ ПЛАСТОВ
1.1 Краткое описание технологии ГРП
1.2 Зарубежные и отечественные системы контроля технологических параметров процесса ГРП
1.3 Методы измерения концентрации твердой фазы в бинарных системах (пульпах), прокачиваемых по стальным трубопроводам
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 ГЛАВА
МЕТОД ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОППАНТА В РАБОЧИХ СМЕСЯХ С ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТЬЮ
2.1 Влияние флуктуации плотности рабочей жидкости на точность определения концентрации проппанта методом гамма -плотнометрии
2.2 Связь концентрации проппанта с плотностью рабочей жидкости и рабочей смеси
2.3. Два способа определения величины газового фактора
2.4. Синхронизация во времени определения плотности рабочей жидкости и рабочей смеси
2.5. Анализ погрешности определения текущей концентрации проппанта по измерению текущих значений плотности рабочей жидкости и рабочей смеси
2.6. Проверка работоспособности физико-математической модели
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 ГЛАВА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС РИКП-01 ДЛЯ
# ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
ПРОППАНТА В РАБОЧИХ СМЕСЯХ
3 Л. Структура комплекса РИКП
3.2. Конструкция и принцип действия датчика плотности рабочей жидкости и рабочей смеси
3.3. Программное обеспечение
3.4. Метрологическое обеспечение
3.5. Результаты производственных испытаний
• ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Приложение А. Листинг программы для микроконтроллера Приложение Б. Свидетельства №1 И №2 о метрологической аттестации средств измерения и сертификат о метрологической аттестации комплекса РИКП-01. Приложение В. Акт приемо-сдаточных испытаний комплекса РИКП-01”.
Приложение Г. Акт об использовании результатов диссертационной ф работы Нургалиева О.Т.
Приложение Д. Патенты РФ защищающие принцип действия и конструкцию комплекса РИКП-01.
Приложение Ж. Дипломы конкурсов НК “ЮКОС” и “Сибирские Афины”.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
В современных условиях особое значение в мире приобретает проблема истощения природных ресурсов, на использовании которых построена вся наша техногенная цивилизация, выход из которой возможен только при рациональном их использовании, особенно, таких как нефть и газ.
Современная нефтегазодобывающая промышленность сделала ставку на максимальное увеличение ■ дебита новых и старых скважин путем экстремального воздействия на призабойную зону для разработки отдаленных от ствола скважины частей нефтегазоносного пласта.
Одно из эффективнейших средств воздействия на призабойную зону скважин - гидравлический разрыв пластов (ГРП). Это метод применяется для повышения продуктивности нефтяных и газовых месторождений.
Процесс гидравлического разрыва нефтегазосодержащих пластов заключается в создании искусственных и расширении имеющихся трещин в породах призабойной зоны воздействием повышенных давлений жидкости, нагнетаемой в скважину. Вся эта система трещин связывает скважину с удаленными от забоя продуктивными частями пласта. Для предотвращения смыкания трещин в скважину под давлением до 1600 атмосфер закачивают жидкость (воду или нефть), обработанную соответствующим химреагентом для повышения ее вязкости, в которую добавляют проппант (спеченные из кварцевого песка шарики диаметром 0,8 -1,6 мм). С помощью проппанта в полученной трещине формируется своеобразный ‘клин’ (искусственное поровое пространство), который не дает этой трещине сомкнуться. Качественно сформированный клин определяет успех всей дорогостоящей операции. Для успешного формирования этого клина необходимо экспрессно определять концентрацию проппанта в трубопроводе, по которому рабочую смесь
Определим долю разницы ДС4, приходящуюся на изменение плотности рабочей
жидкости, равное 10кг/м3:
АС =-10х0,-484=0,02689т/м3

Приведенная погрешность для Стах, равного 1,10 т/м из рисунка 12, будет составлять:
А^-Х 100%= 0?02689 X100%=2,44%
С 1
^тах х, і и
2.2 Связь концентрации проппанта с плотностью рабочей жидкости и рабочей смеси
Для того чтобы минимизировать погрешность определения концентрации проппанта в рабочих смесях при ГРП, нужно измерять плотность рабочей жидкости до смешивания с проппантом (на входе в АПС) и измерять плотность смеси выходящей по трубопроводу из АПС, что позволит вычислить концентрацию проппанта в рабочей смеси с необходимой погрешностью. К тому же нужно текущее значение плотности смеси измерять через некоторое время задержки, равное времени прохождения порции жидкости через смеситель, и по результатам измерений соответствующих текущих значений плотности жидкости и плотности смеси можно будет определять текущее значение объемной концентрации проппанта С и массовой доли проппанта X [28].
Рассмотрим баланс масс и баланс объемов при приготовлении смеси. Введем некоторые обозначения [27]:
рпр- минералогическая плотность проппанта;
Рнас - насыпная плотность проппанта;